本发明属于环境监测领域,具体涉及一种水质采样用破冰采样装置。
背景技术:
1、地表水水质采样是生态环境监测领域常规开展的工作,对于北方地区,冬季地表水表面冰冻后,需将冰层破开,采集冰层下水样。
2、传统的人力破冰操作采取直接击打或手工钻凿方式,破冰效果差,冰层偏厚时难以实现。
3、现有公开技术中电动钻头和热熔钻头破冰方式,虽然可以节省体力、提高效率,但需要将装置固定在冰面或对装置自上向下施加压力,在冰面上操作困难且危险,同时,因地表水采样点位常设置在城区之外、荒野之间,使用电动钻头存在电力来源和电力持续供应问题。
4、人力破冰和电力破冰共同存在的一个问题是,破冰产生的冰洞较小,室外气温较低时存在洞口随时再次冻结问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种水质采样用破冰采样装置,以解决背景技术中提出的至少一个问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种水质采样用破冰采样装置,包括载具,所述载具上设置有箱体1、箱体2、第一转盘、第二转盘、第一燃烧器、第二燃烧器、电打火器,还包括降温风扇。
3、所述箱体1包括操作面板,还包括气瓶、电开关阀1、电调压阀、电机1、控制模块,所述操作面板设置在所述箱体1上部,输出端与所述控制模块输入端连接。
4、所述气瓶设置在所述箱体1下部,气瓶出气口与所述电开关阀1直接连接,所述电开关阀1输入端1与所述控制模块输出端1连接。
5、所述电调压阀串联在管路中,进气口与所述电开关阀1出气口1连接,输入端2与所述控制模块输出端2连接,出气口2与管路连接。
6、所述电机1固定在所述箱体1内部,输入端3与所述控制模块输出端3连接,电机1设有传动杆1,所述传动杆1自所述箱体1的侧面伸出,与所述第一转盘连接。
7、所述控制模块包括通用i/o、微控制单元mcu、驱动模块,其中,所述通用i/o、所述微控制单元mcu和所述驱动模块分别与所述操作面板连接。
8、所述箱体2包括温差发电机构,还包括储供电机构、电机2、水泵1、采样机构,还包括电开关阀2。
9、所述温差发电机构利用赛贝克原理将热能转化为电能,包括温度传感器、温差电极片组、散热器。
10、所述温度传感器固定在所述箱体2内部前端下侧,传感器温度探头向下靠近所述温差电极片组热面伸出至所述第二燃烧器上缘边沿,传感器温度探头与温度传感器第一输入端4相连,第二输入端5与所述控制模块输出端4连接,温度传感器输出端5与控制模块输入端6连接。
11、所述温差电极片组由温差电极片串联组成,固定在所述箱体2前端,所述温差电极片热面朝向所述第二燃烧器,冷面连接所述散热器。
12、所述散热器吸热端与所述温差电极片冷面连接。
13、所述储供电机构包括稳压模块、蓄电池、变压模块,三者串联连接。
14、所述稳压模块第一输入端7与所述温差发电机构输出端6连接,第二输入端8与所述控制模块输出端7连接。
15、所述蓄电池输入端9与所述稳压模块输出端8连接,
16、所述变压模块第一输入端10与所述蓄电池输出端9连接,第二输入端11与所述控制面板输出端10连接,变压模块输出端11与本发明所述装置电路连接,为装置供电。
17、所述电机2固定在所述箱体2中部,输入端12与所述控制模块输出端12连接,电机2设有传动杆2,所述传动杆2自所述箱体2的侧面伸出,与所述第二转盘连接。
18、所述水泵1固定在所述箱体2内部,串联在水路中,输入端13与所述控制模块输出端13连接。
19、所述采样机构包括水泵2、容器,所述水泵2固定在所述箱体2内部,串联在水路中,输入端14与所述控制模块输出端14连接,所述容器固定在所述箱体2内部,串联在水路中,容器上部设有进样口,侧壁设有溢流口,所述进样口与所述水泵2连接,所述溢流口与水路连接。
20、所述电开关阀2串联在所述箱体2中燃气管路内,输入端15与所述控制模块输出端15连接。
21、所述第一转盘沿旋转轴靠近所述箱体1侧与所述转动杆1连接,转盘自所述箱体1至所述箱体2方向划分3个区域,分别缠绕可燃气体气管、助燃气体气管和所述水泵1管。
22、所述第二转盘沿旋转轴靠近所述箱体2侧与所述转动杆2连接,缠绕所述采样机构管。
23、所述第一燃烧器悬吊在所述载体中间上下贯通开口上方,设置水体通道、气体通道、支架,所述水体通道在所述第一燃烧器上部中心位置与所述水泵1连接,所述气体通道在所述第一燃烧器上部中心位置一侧与所述电调压阀连接,所述支架在所述第一燃烧器下部。
24、所述第二燃烧器设置在所述箱体2外部前端,燃烧端口正对所述温差电极片组热面,燃气进口与所述箱体2外前端下部延伸出的燃气管道出口连接。
25、所述电打火器固定在所述载具上,输入端16与所述控制模块输出端16连接。
26、所述降温风扇固定在所述载具上,风向正对所述散热器,输入端17与所述控制模块输出端17连接。
27、优选的,所述载具中间开设有上下贯通的开口,底部安装有轮子,侧面安装有把手。
28、优选的,所述箱体1和所述箱体2包括框架和可拆卸挡板,所述框架固定在所述载具上,所述可拆卸挡板包括前后面板、左右侧板和上下盖板。
29、优选的,所述操作面板采用液晶显示屏集成全部操作选项。
30、优选的,所述气瓶包括可燃气体气瓶和助燃气体气瓶,所述可燃气体使用液化乙炔气,所述助燃气体使用液化氧气。
31、优选的,所述电调压阀采用二级调压阀。
32、优选的,所述温度传感器报警信号对应温度设置为下限150摄氏度、上限250摄氏度。
33、优选的,所述温差电极片组选用高强度碲化铋热电材料、高导热高绝缘dbc陶瓷和高温焊料组装而成,可以在热端250摄氏度温度下发电,
34、优选的,所述散热器材质为铝,吸热端为片状结构,一面紧靠所述温差电极片冷面,另一面与散热端连接,散热端为柱状结构,一头连接吸热端,另一头朝向所述降温风扇。
35、优选的,所述稳压模块采用dc-dc固态继电器,具有体积小、技术成熟,稳定性高的特点。
36、优选的,所述水泵1和所述采样机构水路分为软管水路和硬管水路,所述软管水路分别缠绕在所述第一转盘和所述第二转盘上,硬管水路自所述箱体2两侧伸出。
37、优选的,所述容器溢流口设置在侧壁四分之三高度处。
38、优选的,所述第一燃烧器支架支撑平衡,长度比所述气体通道下部燃烧口长3~5厘米。
39、优选的,所述第一燃烧器水体通道在第一燃烧器下部高度与所述第一燃烧器支架高度在同一水平面。
40、优选的,所述第二燃烧器燃烧端口距所述温差电极片组热面的3~5厘米。
41、优选的,所述电打火器设置2个,第一个为所述第一燃烧器点火,第二个为所述第二燃烧器点火。
42、与现有技术相比,本发明提供的一种水质采样用破冰采样装置,使用燃气作为能源,通过气体燃烧产生的热能融化冰层,实现破冰功能,并通过热能转换产生电能为装置供电,解决电力来源问题,具有结构简单、能源稳定、操作安全、适用广泛等优点。
1.一种水质采样用破冰采样装置,包括载具,其特征在于:所述载具上设置有箱体1、箱体2、第一转盘、第二转盘、第一燃烧器、第二燃烧器、电打火器,还包括降温风扇。
2.根据权利要求1所述的一种水质采样用破冰采样装置,其特征在于:所述箱体1设有提供热能的气瓶,所述气瓶包括可燃气体气瓶和助燃气体气瓶,气瓶内气体通过开口向下的所述第一燃烧器燃烧,融化冰面,所述箱体1设有所述电机1,所述第一转盘通过所述电机1的转动控制所述第一燃烧器向下移动,直至融化冰层,实现破冰目的,所述第一燃烧器支架长度比所述气体通道下部燃烧口长3~5厘米。
3.根据权利要求1所述的一种水质采样用破冰采样装置,其特征在于:所述电打火器设置2个,第一个为所述第一燃烧器点火,第二个为所述第二燃烧器点火。
4.根据权利要求1所述的一种水质采样用破冰采样装置,其特征在于:所述箱体2设有所述温差发电机构,所述温差发电机构利用赛贝克原理,将所述气瓶中燃气通过所述第二燃烧器燃烧产生的热能转化为电能,为装置供电。
5.根据权利要求1所述的一种水质采样用破冰采样装置,其特征在于:所述箱体2设有容器,所述容器设有溢流口,所述溢流口设置在所述容器侧壁四分之三高度处。